Powerpoint

CSI1502: Introduction au génie
logiciel.
Chapitre 2:
Concepts de base de Java
Objectifs du cours: Concepts
de base de Java






Présentation des objets et de leurs propriétés.
 Objets prédéfinis: System.out, String
Variables, affectations.
Types de données primitifs
 Définition des 8 types.
 Manipulation d’expressions arithmétiques: opérateur de
précédence et conversion de données.
Création d’Objets en java ( réutilisation de l’exemple ‘String’)
Bibliothèques de classes et packages: Random, Math, Keyboard,
etc…
Introduction aux applets Java.
Introduction aux objets





Un objet représente une entité pouvant
interagir à l’intérieur d’un programme.
Un objet fournit un ensemble de services que
nous pouvons lui demander d’effectuer.
Les services sont définis par des
méthodes dans une classe, elle-même
définissant l’objet.
Une classe représente un concept, et un
objet une instanciation de classe.
Une classe peut donc être utilisée pour créer
de multiples objets.
Un objet prédéfini:



L’objet System.out représente une
destination vers laquelle nous pouvons
envoyer un résultat.
Un service nous est rendu.
Dans le programme Hello, nous
invoquons la méthode ‘println’ de
l’objet System.out:
System.out.println(« Hello world. My name is Suzy »);
Différence entre les méthodes
print et println.
// countdown.java (p.65)
// Montrer la différence entre println et print
public class countdown {
// Sort les lignes représentant le compte à rebours d’une fusée
public static void main(String [] args) {
System.out.print(“Three…”);
System.out.print(“Two…”);
System.out.print(“One…”);
System.out.print(“Zero…”);
System.out.println(“Liftoff!”);
System.out.println(“Houston we have a problem.”);
}
Différence entre les méthodes
print et println.



La méthode print est similaire à la méthode
println, cependant elle ne fait pas de retour a
la ligne.
Ces deux méthodes font partie de l’objet
System.out .
Les méthodes sont invoquées au moyen de
paramètres, ces derniers étant des
messages envoyés à la méthode.
Que sont les classes et les
objets?


Une classe (un concept): Compte
banquaire.
Plusieurs objets (instanciations) de la
même classe:



Compte banquaire de Jacques: 11000 $
Compte banquaire de Jean: 1000 $
Compte banquaire de Gilles: 100 $
Définitions de la fonction
d’objet.




Les objets ont été introduits principalement comme structure de
données conceptuellement autonomes et indépendantes.
Objet: Serveur de restaurant.
Actions: Communiquer avec soi-même (?!?), les clients et le
personnel.
Un objet est une représentation abstraite d’une entité réelle.
Cette représentation a une identité unique, des propriétés
intrinsèques. Un objet peut communiquer avec lui-même ainsi
qu’avec d’autres objets.
Propriété d’objets (1):
Héritage


Une classe peut-être dérivée d’une
autre grâce au mécanisme d’héritage.
Les classes peuvent être organisées
hierarchiquement selon leurs relations
d’héritage.
Propriété d’objets (2):
Abstraction

Le mécanisme d’abstraction permet de cacher
le bon détail au moment adéquat.



-> les détails internes sont cachés.
Un objet est une entité abstraite dans la
mesure où l’on peut l’utiliser sans en
connaître les détails internes (boîte noire).
Par exemple nous pouvons utiliser la méthode
println sans en connaître l’implémentation.
Propriété d’objets (2):
Abstraction


Pourquoi utiliser un mécanisme d’abstraction?
 Un être humain en peut gérer que 7 (plus ou
moins 2) informations au même moment.
 Cependant si nous regroupons l’information en
morceaux (objets), il devient possible de
manipuler plus d’informations en même temps.
Les classes et les objets nous aident à créer des
logiciels complexes.
Exemple d’objet prédéfinis:
Strings (voir Facts.java p.68)
// Montrer l’utilisation de la concaténation de chaînes
de caractères et de la conversion automatique.
public class Facts {
// imprime “good to know”:
public static vodi main(String []argv) {
// Concatène deux chaînes en une:
System.out.println(«We present the following facts
for use »);
// Une chaîne contenant un nombre:
System.out.println(«Numbers in Hawaiian
alphabet:12 »);
Exemple d’objet prédéfinis:
Strings





Chaque chaîne de caractères est un objet en
Java, défini par la classe String.
Chaque chaîne délimitée par des guillemets
(“”), représente un objet String.
L’opérateur de concaténation (+) est utilisé
pour mettre deux chaînes l’une à la suite de
l’autre.
Cet opérateur peut aussi être utilisé pour faire
suivre une chaîne par un nombre.
Une chaîne de caractères ne peut être
définies sur deux lignes dans un
Concaténation et addition
arithmétique:
// Addition.java
// Montre la différence entre la concaténation de chaînes et l’addition
arithmétique:
public class Addition {
// Concaténation de deux nombre. Addition de deux nombres et sortie
du résultat.
public static void main(String[] argv) {
System.out.println(“24 et 60 concatenated: ”+24+60);
System.out.println(“24 et 60 added: ”+(24+60));
}
}
Concaténation et addition
arithmétique:






L’opérateur + est aussi utilisé pour l’addition
arithmétique.
La fonction opérée par l’opérateur + dépend
du type de donnée qui lui est passé.
Si les deux ou l’une des opérandes sont
des chaînes, l’opération sera une
concaténation.
Si les deux opérandes sont des nombres, ce
sera une addition arithmétique.
L’opérateur + est évalué de gauche à droite.
Les parenthèses peuvent être utilisées pour
Chaînes de caractères:
séquences d’échappement.


Comment imprimer un guillemet dans une
chaîne?
La ligne suivante créerait une confusion au
niveau du compilateur car le second
guillement serait interprété comme la fin de
la chaîne.



System.out.println(“I said “Hello” to you.”);
Une séquence d’échappement est une suite
de caractère représentant un caractère
spécial.
Une séquence d’échappement commence
Séquences d’échappement:
suite…

Quelques séquences d’échappement :








\b => backspace
\t => tabulation
\n => nouvelle ligne
\r => retour chariot
\” => guillemet
\’ => apostrophe
\\ => backslash
Voir Roses.java (page 71)
Utiliser des variables en Java


Une variable est un nom pour une case
mémoire.
Une variable doit être déclarée en donnant le
nom de la variable et en indicant le type de
donnée qui sera contenu:




int total;
int => type de donnée.
total => nom de variable.
Plusieurs variables peuvent être crées en une
déclaration:

int count, temp, result;
Variables et affectations
// Geometry.java (affectation de variables)
public class Geometry {
public static void main(String []argv) {
int sides = 7;
System.out.println(“A heptagone has ”+ sides + “sides”);
sides = 12;
System.out.println(“A dodegan has ”+ sides + “sides”);
}
}
Variables et affectations:

Une valeur intiale peut être donnée à la
variable lors de la déclaration:




int sum = 0;
Quand une variable est référencée dans un
programme, sa valeur courante est utilisée.
Une affectation change la valeur d’une
variable.
Vous ne pouvez donner à une variable qu’une
valeur cohérente avec le type de la variable.
Constantes:




Une constante est une case mémoire identifiée comme une
variable n’ayant qu’une seule valeur tout au long de la durée
de vie du programme.
Le compilateur donnera une erreur si vous essayez d’en changer
la valeur.
Le mot-clé utilisé pour déclarer une constant en Java est final.

final int MIN_HEIGHT = 69;
Les constantes:

nomment des variables numériques.

facilitent les mises à jour de valeurs au cours d’un
programme.

empêchent de changer certaines valeurs par inadvertance.
Types de données primitifs:





Il y a exactement 8 types de donnée primitifs en
Java:
4 d’entre eux représentent des entiers:

byte, short, int, long.
2 d’entre eux des nombres en virgule flottante:

float, double.
1 des caractères:

char.
1 des valeurs booléennes.

boolean.
Types de données primitifs (16):

La différence entre les différents types primitifs de données
numériques réside dans leur taille et donc dans les valeurs qu’ils
peuvent stocker:

byte | 8 bits | -128 | 127.

short | 16 bits | -32,768 | 32,767.

int | 32 bits | -2,147,483,648 | 2,147,483,647.

long | 64 bits | < -9*1018 | > 9*1018

float | 32 bits | +/- 3.4 *1038 , avec 7 chiffres significatifs.
308 , avec 15 chiffres
 double | 64 bits | +/- 1.7 *10
significatifs.
Types de données primitifs 7:
Les caractères





Une variable char stocke un unique caractère de l’ensemble de
caractères Unicode.
Un ensemble de caractères est une liste ordonnée de caractères
dont chaque caractère correspond à un nombre de manière
unique.
L’ensemble de caractères Unicode utilise 16 bits par caractère,
permettant l’indexation de 65,536 caractères distincts.
Il s’agit d’un ensemble international, comprenant des symboles
et des caractères de différentes langues.
Les nombre affectés aux caractères peuvent être obtenus en
délimitant un caractère par deux apostrophes:
 ‘b’; ‘?’ ; ‘L’ ; ‘\n’
Types de données primitifs 7:
Les caractères


L’ensemble de caractères ASCII est plus vieux
et plus petit que Unicode, cependant est
toujours utilisé.
Les caractères ASCII sont un sous ensemble
de l’ensemble Unicode, comprenant:






Les majuscules
Les minuscules
Les caracères de ponctuation
Les chiffres
Les symboles spéciaux &, | , / ….
Les caractères de contrôle (retour à la ligne,
tabulation…)
Types de données primitifs _:
Les booléens


Une valeur booléenne équivaut à un vrai ou à
un faux .
Une valeur booléenne peut être utilisée pour
représenter tout état ne pouvant avoir que
deux valeurs


Une lampe allumée ou éteinte.
Les mots clé true et false sont les seules
valeurs des variables booléenes.

Boolean done = false ;
Types de données primitifs:
les expressions arithmétiques.



Une expression est une combinaison d’un ou plusieurs
opérandes et de leur opérateurs.
Une expression arithmétique calcule un résultat numérique et
utilise les opérateurs suivants:
 Addition +
 Soustraction –
 Multiplication *
 Division /
 Congruence %
Si l’un ou deux des opérandes sont des nombres flottants, le
résultat sera aussi un nombre flottant.
Division et reste…

Si les deux opérandes de l’opérateur / sont
des entiers, les resultat est un entier (la
partie fractionnaire est ignorée).



14 / 3 ?
8 / 12 ?
L’opérateur de congruence % retoune le reste
après avoir diviser le premier opérande par le
second.


14 % 3 ?
8 % 12 ?
Type primitifs: règles de
précédence des opérateurs.


Les opérateurs peuvent être combinés dans des
expressions complexes.
 Result = total + count / max – offset;
Les règles de précédence donnent l’ordre dans lequel
les différentes opérations sont effectuées:
 *, /, % sont effectués avant +, -, et la
concaténation de chaînes.
 Les opérateurs ayant une même priorité sont
évalués de gauche à droite.
 Les parenthèses peuvent être utilisées pout forcer
l’ordre d’évaluation.
Précédence des opérateurs

Donnez l’ordre d’évaluation des
opérateurs dans les expressions
suivantes:



a+b+c+d+e
a+b*c/e
a/(b+c)-d%e
a/(b*(c+(d-e)))
Affectation: suite

L’opérateur d’affectation a une priorité
inférieure à celles des opérateurs
arithmétiques.


answer = sum/4+MAX*lowest;
L’expression arithmétique est évaluée puis
stockée dans answer.
Affectation: suite

Les deux opérandes de l’opérateur
d’affectation peuvent contenir la même
variable:



count = count + 1;
Un est d’abord ajouté à la valeur courante
de count.
Puis le résultat est stocké dans count,
effaçant la valeur originale.
Conversion de données



Nous voudrions par exemple convertir un
entier en un nombre flottant pour un
calcul.
Les conversions doivent être considérées avec
précautions pour éviter des pertes
d’information.
En Java les conversions peuvent se faire de
3 façons:



Conversion par affectation.
Conversion pqr promotion arithmétique
Conversion par casting.
Conversions:
agrandir/diminuer la précision.
Byte
Short
Short,
int,long,float
ou double
Byte
char
Short
Byte ou char
Int,long,float
ou double
Char
Byte ou short
Int
Byte, short ou char
Long
Byte, short, char ou
int
Char
Int, long,
floqt ou
double
Int
Long,floqt
ou double
float
Long
Float ou
double
Byte, short, char,int
ou long
double
float
double
Byte;short;char, int,
long ou float
Conversions de donnéesm

Conversion par affectation: quand la
valeur d’une variable est affectée à une
variable d’un autre type.



Seules les conversions augmentant la précision
peuvent être faites par affectation.
money = dollars; // int en float
Conversion par promotion arithmétique se
produisent automatiquement quand les
opérateurs arithmétiques convertissent leurs
opérandes.

result = sum / count; // float = float / int.
Conversions de données:

Le casting est la plus puissante, dangereuse,
technique de conversion des données.



L’augmentation, diminution de précision peuvent
être accomplies par casting.
Le casting se fait en affichant le nouveau type de
la variable entre parenthèses devant celle-ci.
Par exemple si total et count sont des entiers,
que nous desirons un résultat flottant à l’issue
de la division, nous pouvons caster total:

result = (float) total / count;
Casting: exemple
public class Casting {
public static void main(String []argv) {
int x = 10, y=4;
int a;
float b,c,d,e;
float z =10;
a = x / y;
b = x / y;
c = (float) x / y;
d = (float) x / y;
e = z / y;
System.out.println(“Integer division result:”+a);
System.out.println(“Floating division result:”+b);
System.out.println(“Floating casting division result:”+c);
System.out.println(“Floating ans parenthesis result:”+d);
System.out.println(“Arithmetic promotion:”+e);
}
}
Casting: résultats de l’exemple






Integer Division result:2
Floating Division result:2.0
Float casting Division Result:2.5
Float and parenthesis Result/2.0
Arithmetic promotion:2.5
Les déductions:

Si l’on ne veut pas perdre de précision, nous
devrions:


Definir nos nombres en virgule flottante (sûr et simple).
Utiliser le casting.
Création d’objets:





Une variable contient soit un type primitif de
donnée ou une référence à un objet.
Un nom de classe peut être utilisé pour déclarer une
variable référant à un objet de cette classe:
 String title;
Aucun objet n’est créé avec une telle
déclaration.
Une variable référant à un objet contient l’adresse
de l’objet.
L’objet en soi doit être créé séparemment.
Créer des objets:

La création d’un objet s’effectue au moyen de
l’opérateur new.




Title = new String(“Java Software Solution”);
L’opérateur new appelle le constructeur de la
classe String prenant en argument une chaîne de
caractères.
La création d’un objet est aussi appelée
instanciation de l’objet.
Un objet, rappelons-le, est une instance d’une
certaine classe.
Créer des objets:



Les chaînes de caractères étant des objets très
courants, l’utilisation de l’opérateur new est
facultative.

title = “Java Software Solution”;
Ceci est uniquement valable pour les objets de la
classe String.
Après l’instanciation d’un objet, l’invocation de ses
méthodes se fait à l’aide de l’opérateur point (.).

title.length();
 System.out.println();
Les méthodes de la classe
String

La classe String offre plusieurs méthodes
utiles pour la manipulation de chaînes de
caractères.





length;
toLowerCase;
Substring;
Voir la page 89 et l’appendice M du livre de
cours pour les autres méthodes.
De nombreuses méthodes retournent une
valeur (un entier ou un nouvel objet String).
Un exemple de méthode de la
classe String: Substring
public class TestSubstring {
// Soyez sûr de comprendre le fonctionnement de ‘Substring’.
public static void main(String []argv) {
String phrase = “Hello there world”;
String mutation1;
mutation1 = phrase.substring(3,13);
System.out.println(“The result is : ”+mutation1);
System.out.println(“The string length is :”+mutation1.length());
}
}


The result is : lo there w
The string length is : 10
Un autre exemple utilisant les
méthodes de la classe String.
public class StringMutation {
public static void main(String []argv) {
String phrase = new String(“Change in unavoidable”);
String mutation1, mutation2, mutation3,mutation4;
mutation1 = phrase.concat(“, except for some machines.”);
mutation2 = mutation1.toUpperCase();
mutation3 = mutation2.replace(‘O’, ‘Z’);
mutation4 = mutation3.substring(3,12);
System.out.println(“Final string: ”+ mutation4);
System.out.println(“Final string length: ”+mutation4.length);
}
}


Final string: NGE IN UN;
Final string length: 9;
Les bibliothèques de classe
Java





Une bibliothèque de classes est un ensemble de
classe pouvant être utilisées pour écrire un
programme.
La bibliothèque standart Java fait partie de tout
environnement de programmation Java.
Les classes ne font pas partie en soi du langage Java
mais sont utilisées de manière extensive.
Les classes System et String en font partie.
Les autres classes peuvent être fournies par des
organisations, ou vous pouvez les créer vous-même.
Les bibliothèques de classe
Java


Les classes de la
sont organisées en packages, ensembles de classes
ayant un caractère commun.
Un groupe de classes apparentées est appelé une API
Java (Application Programming Interface).



bibliothèque standart Java
i.e. l’API Swing, l’API Java de base de données.
Une API donnée peut contenir plusieurs packages.
Voir Appendice M du livre de cours.
Les packages

Certains des packages de la bibliothèque
standart Java sont:








java.lang=>fonctionnalités générales.
java.applet=>création d’applets pour le web.
java.awt =>interfaces utilisateurs et dessins.
javax.swing =>extension graphiques
java.net =>communication réseau.
java.util => outils divers.
java.xml.parsers =>traitement de documents xml
Voir Appendice M.
Le mot clé import

Pour utiliser une classe d’un package, vous
pouvez la nommer complétement:


Une autre possibilité consiste à importer la
classe et à utiliser son nom:


java.util.Random
import java.util.Random;
Pour importer toutes les classes d’un
package, vous pouvez utiliser le caractère
étoile (*):

import java.util.*;
Le mot clé import


Toutes les classes du package java.lang sont
importées par défaut dans tous les
programmes.
C’est pourquoi nous n’avons pas eu à
importer les classes System et String dans
nos programmes précédents.


La classe Random fait partie du package java.util .
Elle fournit des méthodes pour générer
aléatoirement des nombres.
Exemple: import de la classe
Random
import java.util.Random;
public void RandomNumbers {
public static void main(String []argv) {
// generator est un objet de la classe Random
Random generator = new Random();
int num1;
num1 = generator.nextInt();
System.out.println(“A random integer: ”+num1);
num1 = generator.nextInt(15);
System.out.println(“From 0 to 14: ”+num1);
}
}
Un exemple: la classe Random

Première exécution:



Deuxième exécution:



A random number: -682994049
From 0 to 14: 3
A random number: -908887626
From 0 to 14: 2
Troisième exécution:


A random number: 1900056825
From 0 to 14: 9
Méthodes de classe/statiques.



Certaines méthodes peuvent être invoquées
directement à partir du nom de la classe et non à
partir d’un objet de la classe.
Ces méthodes sont appelées méthodes de classe ou
méthodes statiques.
La classe Math (voir 2.13 page 99) contient plusieurs
méthodes statiques, fournissant différentes fonctions
mathématiques (valeur absolue, fonctions
trigonométriques, racine carrée,etc…).

temp = Math.cos(90) + Math.sqrt(delta);
La classe Keyboard






La classe keyboard ne fait pas partie de la bibliothèque standart
Java. Elle est fournit par les auteurs du libre de cours pour
faciliter la lecture des caractères tapés à l’aide du clavier.
L’objet System.in fait partie de la bibliothèque standart Java
(discussion chapitre 8).
Les détails de la classe Keyboard sont exposés au chapitre 5.
La classe keyboard fait partie du package cs1.
Elle contient plusieurs méthodes statiques pour lire différents
types de données.
Voir aussi Quadratic.java (page 102)
Exemple: Classe Keyboard
import cs1.Keyboard;
public class Echo {
// lit ce que l’utilisateur a tapé et l’affiche
public static void main(String []args) {
String message;
int a;
System.out.println(“Enter any text:”);
message = Keyboard.readString();
System.out.println(“Enter any integer: ”);
a = Keyboard.readInt();
System.out.println(“You entered: \””+message+\””+ “ and “+a);
}
}

You entered: “Hello world” and 23
Formater les résultats en
sortie





La classe DecimalFormat peut être utilisée
our formater un nombre en virgule flottante
de différentes manières.
Vous pouvez par exemple préciser que le
nombre doit être sorti avec 3 décimales.
Le constructeur de la class DecimalFormat
prend une chaîne de caractères en argument,
représentant un exemple de nombre formaté.
Voir CircleStats.java (page 107)
Voir aussi la classe NumberFormat page 103.
Introduction aux applets





Une application Java est un programme autosuffisant avec
une méthode main (comme celles que nous avons vues jusqu’à
présent).
Un applet Java est un programme conçu pour pouvoir être
transmis sur le web et exécuté dans un navigateur.
Un applet peut aussi être exécuter par l’intermédiare d’un applet
viewer fourni dans le kit de developpement Java.
Un applet n’a pas de méthode main.
Un applet comprend à la place plusieurs méthodes particulières
déservant des buts précis.
Exemple d’applet:
Einstein.java
import java.Applet;
import java.awt.*;
public class Einstein extends Applet {
// dessine une citation et quelques formes géométriques.
public void paint(Graphics page) {
page.drawRect(50,50,40,40); // carré
page.drawOval(75,65,20,20); // cercle
page.drawString(“Imagination is more important than
knowledge.”,110,70);
page.drawString(“-Albert Einstein”,130,100);
}
}
Discussion au sujet de l’applet
Einstein.java





Une classe définissant un applet étend la classe Applet
(extends).
 Nous faisons usage de l’héritage présenté au chapitre 7.
La méthode paint() est exécutée automatiquement et est
utilisée pour dessiner le contenu de l’applet.
Elle prend un paramètre qui est un objet de la classe
Graphics.
Un objet Graphics définit un contexte graphique sur lequel des
figures géométriques ainsi que des textes peuvent être
dessinés.
La classe Graphics contient plusieurs méthodes de dessin de
figures géométriques.
Comment sont exécutés les
applets?




Run Applet(jGrasp; Realj)
Un applet est incorporé au contenu d’un
fichier HTML en utilisant un marqueur qui
renverra au code binaire de l’applet.
Le code binaire du programme est
communiqué à travers le web et exécuté par
un interpréteur Java faisant partie d’un
navigateur.
Voir appendice J pour plus d’informations.
Marqueur HTML d’un applet
<html>
<head>
<title>The Einstein Applet</title>
</head>
<body>
<applet code=“Einstein.class” width =350 height=175>
</applet>
</body>
</html>
Dessiner des figures
géométriques:

La class Graphics peut dessiner des figures
géométriques avec plus de détails:





Une figure peut être coloriée selon la méthode
appelée.
Les paramètres spécifient les coordonnées et les
dimensions.
Chapitre 1 => le système de coordonnées Java a
son origine en haut à gauche.
Les figures courbes comme le cercle sont
généralement dessinées en spécifiant le rectangle
dans lequelles elles sont inscrites.
Voir 2.18 page 112 pour des méthodes.
Exemple: dessin d’un
rectangle
page.SetColor(Color.Green);
page.fillRect(50,20,100,40);
50
x
20
40
100
y
La classe Color


Une couleur peut être définie dans un programme
Java en utilisant un objet de la classe Color.
Cette classe contient aussi plusieurs couleurs
prédéfinies, disponibles en constantes statiques.
 Color.black
Valeurs RGB: 0,0,0
 Color.blue
Valeurs RGB: 0,0,255
 Color.cyan
Valeurs RGB: 0,255,255
 Color.orange
Valeurs RGB: 255,200,0
 Color.white
Valeurs RGB: 255,255,255
 Color.yellow
Valeurs RGB: 255,255,0
Chapitre 2: Résumé








Objets prédéfinis.
Types de donnéees primitifs.
Déclaration et utilisation des variables.
Expressions et priorités des opérateurs.
Créer et utiliser des objets.
Bibliothèques de classes.
Applets Java.
Dessiner des figures géométriques.